Тъмната материя може да се състои от ултра леки тъмни фотони, които са нагрели нашата Вселена. До това
Каква е особеността на новата хипотеза?
Особеното на новата хипотеза е, че тясъвпада перфектно с наблюденията, направени от спектрографа за космически произход (COS) на борда на космическия телескоп Хъбъл. Той изучава "космическата мрежа", сложната и рядка мрежа от нишки между галактиките, която изпълва космоса.
Какви данни е събрал спектрографът?
Космическите междугалактически нишки са по-горещи от предсказаното от хидродинамичните симулации на модела за формиране на стандартната структура, според данните, събрани от COS.
Двуизмерна проекция на космическата мрежа, получена в резултат на симулация на суперкомпютър.
Кредит: д-р Евалд Пухвайн и сътрудничеството Sherwood-Relics
Тъй като тъмните фотони теоретично могатсе преобразуват в нискочестотни фотони и нагряват космически структури, те допълват нова експериментална информация, обясняват авторите на изследването. Проведено е от служители на SISSA в сътрудничество с изследователи от университетите в Тел Авив, Нотингам и Ню Йорк.
Какво представляват тъмните фотони?
Тъмните фотони са нова хипотезаелементарни частици. Те се считат за носители на ново фундаментално взаимодействие, „посредник“ между обикновената и тъмната материя. Според хипотезата те си взаимодействат именно благодарение на тези частици.
По същия начин фотоните са носители на сила заелектромагнетизъм. Въпреки това, за разлика от тях, тъмните фотони могат да имат маса. По-специално, свръхлекият тъмен фотон - с маса само двадесет порядъка по-малка от масата на един електрон - е добър кандидат за ролята на тъмна материя.
Идеята на художника за движението на фотоните. Кредит: Робърт Каус-Бейкър
Всеки новприродна сила, която възниква в рамките на теоретично разширение на Стандартния модел и се държи като електромагнитно взаимодействие. Често в такива модели има тъмен фотон с нестабилна или ненулева маса. Той бързо се разпада на други частици, като двойки електрон-позитрон. В допълнение, тъмният фотон, според хипотезата, е в състояние директно да взаимодейства с известни частици, като електрони или мюони. Но само ако тези частици носят заряд, свързан с горното ново взаимодействие.
Как тъмните фотони са свързани с космическата мрежа?
Очаква се също, че тъмните и обикновените фотонище се смесват като различни видове неутрино. Това ще им позволи да бъдат превърнати в нискочестотни фотони. Те от своя страна ще нагряват космическата мрежа. Въпреки това, за разлика от други механизми за нагряване, базирани на астрофизични процеси, като образуване на звезди и галактически ветрове, този процес е по-дифузен и ефективен дори в региони на пространството с ниска плътност.
липсващ елемент
Обикновено астрофизиците използват космически нишки,за изследване на малките свойства на тъмната материя. В новото изследване обаче учените са използвали данни от междугалактическата среда с ниско червено отместване като калориметър за първи път. Целта е да се провери дали всички процеси на нагряване, които астрономите са наблюдавали преди, са достатъчни, за да възпроизведат данните, получени в COS.
един от най-масивните известни галактически купове, RX J1347.5–1145, чийто център се вижда тук в тъмна „дупка“ в наблюденията на ALMA. Източник: ALMA, CC BY 4.0, чрез Wikimedia Commons
Теорията на относителността на Айнщайн гласи товаЧасовник, разположен по-близо до голямо тяло (като Земята), ще работи по-бавно от часовник, разположен по-далеч, като например в космоса. Това явление, известно като гравитационно червено отместване, беше потвърдено преди това от изследователи.
В крайна сметка те откриха, че това не е така: има някакъв липсващ елемент. Затова учените предполагат, че всичко е в тъмните фотони.
Какво следва?
В ново проучване физиците установихамаса и смесване на тъмен фотон с фотон от Стандартния модел. Необходимо е да се премахнат несъответствията между наблюдения и симулации. В бъдеще този експеримент ще доведе до допълнителни теоретични и наблюдателни изследвания за изследване на възможността тъмен фотон да представлява тъмна материя.
Прочетете още:
Учени от зоната на вечната замръзналост: как разработват умни дрехи и ваксина срещу рак
Учените „измамиха“ времето и изпратиха фотон в миналото: как този пробив ще промени физиката
10 научни факта, които се оказаха фалшиви. Карти